Bash：$ RANDOMを使用して乱数を生成する方法

awk -v n=10 -v seed="$RANDOM" "BEGIN { srand(seed); for (i=0; i<n; ++i) printf("%.4f\n", rand()) }" 

これにより、nの乱数が出力されます（例では10）。 [0,1）の範囲で、小数点以下4桁です。 awkのrand()関数を使用します（標準のawkにはありませんが、最も一般的に実装されていますawk実装）、その範囲のランダムな値を返します。乱数ジェネレーターは、シェルの$RANDOM変数によってシードされます。

awkプログラムにawkのみがある場合div id = “84696bfc3f”>

別の回答で指摘されているように、生成に使用できるユーティリティは他にもあります。乱数。この回答では、リソースを$RANDOMといくつかの基本的な算術関数に制限しています。

浮動小数点数については、

$RANDOMは0から32767までの数値しか生成しないため、最高の精度が得られます。（32767を含む！）しかし、私は “また、bcを呼び出すことで、基本的な算術関数の使用に関するルールを破りました。

しかし、先に進む前に、2つの問題を確認したいと思います精度浮動小数点数の場合はおよび範囲。その後、整数の範囲を生成する方法を見ていきます（整数を生成できる場合は、後で除算して、目的のユーティリティを使用して小数を取得できます）。

精度

$RANDOM/32768のアプローチを取る、$RANDOMは0から32767までの値を生成し、$RANDOM/32768の結果も同様に有限の数の値になります。言い換えれば、それはまだ離散確率変数です（そして、コンピューターを使用すると、その事実から逃れることはできません）。そのことを念頭に置いて、printfを使用することである程度の精度を達成できます。

より細かいカバーが必要な場合間隔では、ベース32768で考え始めることができます。したがって、理論的には、$RANDOM + $RANDOM*32768は0から1,073,741,823の間の一様分布を与えるはずです。しかし、コマンドラインがその精度をうまく処理できるかどうかは疑わしいです。この特定のケースに関連するいくつかのポイント：

• 一般的に均一ではない2つの独立した均一に分布した確率変数の合計。この場合、少なくとも理論的には（3番目のポイントを参照）、そうです。
• $RANDOM + $RANDOM*32768 = $RANDOM * ( 1 + 32768 )を単純化できるとは思わないでください。$RANDOMの2つの発生は、実際には2つの異なるイベントです。
• $RANDOMがどのようになっているのかよくわかりません。このように2回呼び出すと、2つの独立したランダムイベントが本当に生成されるかどうかを知るために生成されます。

範囲

$RANDOM/32768だけを考えてみましょう。 [a,b)のように範囲内の数値が必要な場合は、

$RANDOM/32768*(b-a) + a 

で目的の範囲に到達します。 。

整数値の生成

まず、 [0,b)ここで、bは32768未満です。製品q*bについて考えてみます。ここで、qは32768/bの整数部分です。次に、0〜32767の乱数を生成しますが、q*b以上の乱数は破棄します。このようにして生成された番号に電話をかけますG。その場合、Gは0からq*bの範囲になり、その分布は均一になります。ここで、モジュラー演算を適用して、この値を目的の範囲に絞り込みます。

G % b 

注：次のようにランダムに数値を生成します

$RANDOM % b 

bがたまたま32768。

このためのbashスクリプトの記述

計算

シェルのprintfが形式（bash ksh zshなど）であるため、内部ベース変更（hex-> dec）を実行できます（[0,1)の範囲は0.00003から均一です。 to 0.99997）：

printf "%.5f\n" "$(printf "0x0.%04xp1" $RANDOM)" 

$RANDOMへの呼び出しをさらに組み合わせることで、さらに多くの桁を使用できます（0.000000001から0.999999999）

printf "%.9f\n" "$(printf "0x0.%08xp2" $(( ($RANDOM<<15) + $RANDOM )))" 

内部（シェルへ）の「$ RANDOM」アルゴリズムは、線形フィードバックシフトレジスタ（LFSR）に基づいています。これらは暗号化されていません。 Secure Pseudo Random Number Generators（CSPRNG）。より適切なオプションは、/dev/urandomデバイスからのバイトを使用することです。これには、外部の8進数または16進数のダンプを呼び出す必要があります。

$ printf "%.19f\n" "0x0.$(od -N 8 -An -tx1 /dev/urandom | tr -d " ")" 0.7532810412812978029 $ printf "%.19f\n" "0x0.$(hexdump -n 8 -v -e ""%02x"" /dev/urandom)" 0.9453460825607180595 

フロートを取得するための非常に単純な（ただし不均一な）ソリューションは次のとおりです。

printf "0.%04d\n" $RANDOM 

[0,1)（1を含まない）の範囲で均一にする方法：

while a=$RANDOM; ((a>29999)); do :; done; printf "0.%04d\n" "$((a%10000))" 

$(( ( RANDOM % N ) + MIN ))

を使用NはMAX番号、MINは生成する最小番号です。（N MAXは排他的であるため、N+1 MAXとMINの両方を含める必要があります。

または、代わりに$(shuf -i MIN-MAX -n 1)を使用できます。

from man shuf ：

-i, --input-range=LO-HI treat each number LO through HI as an input line -n, --head-count=COUNT output at most COUNT lines 

-n 1shufの/ div>は、ここで1つの乱数のみを生成することを意味します。

これにより、先行ゼロを含む 0〜9999 の乱数が生成されます。 printfを使用（結果として、番号 1

は排他的です）。

printf "0.%04d\n" $(( RANDOM % 1000 )) 0.0215 

コメント

• これまた、Nが32767（$ RANDOMの上限）の除数である場合を除いて、指定された範囲で真の乱数を生成しません。

オンバッシュ

bc -l <<< "scale=4 ; $((RANDOM % 10000 ))/10000" 

ここで、1/10000はランダムです精度と4桁の出力精度

zshのivid =” 2002b32e4dには、rand48()算術関数（erand48()標準関数のラッパー）があります。 “>